2) EDEMA CITOTÓXICO EN EL SISTEMA NERVIOSO CENTRAL (Citotoxic Edema in the Central Nervous System) by luis mazas artasona

Con los términos edema citotóxico se define a una situación patológica caracterizada por la acumulación de líquido en las células del sistema nervioso central. Citotóxico es una palabra compuesta que tiene como prefijo -cito-, elemento derivado del griego antiguo "kytos" que significaba célula. Este vocablo define a la perfección la fisiopatología de este tipo de edema: intoxicación acuosa de las células del SNC.

El edema citotóxico se descubre en algunas situaciones patológicas como los traumatismos craneoencefálicos graves, la hipoxia encefálica o intoxicaciones. Como consecuencia de dichas agresiones se produce una alteración en la permeabilidad de la membrana celular de forma que las moléculas de agua procedentes del espacio intersticial, penetran en el citoplasma, de manera incontrolada, provocando hinchazón de las células y, consecuentemente, de todo el encéfalo (Figura 1). 

El flujo de agua intersticial hacia el interior comienza inmediatamente después de producirse la causa desencadenante, traumatismo o hipoxia, y puede provocar la muerte de gran cantidad de células nerviosas en menos de tres horas. El edema citotóxico afecta fundamentalmente a las neuronas, motivo por el que la sustancia gris aparece difuminada en las imágenes de TAC, pero también a las células de la glía y a las del endotelio capilar. En los primeros momentos, después de la agresión, la permeabilidad de la barrera hematoencefálica permanece intacta pero, a medida que pasan las horas, (de 3 a 5) ,el endotelio capilar también se destruye y se produce edema vasogénico que agrava el cuadro clínico.   

La IRM y la TAC, por ese orden de preferencia, son las dos únicas modalidades de Diagnóstico por Imagen capaces de detectar, en etapas muy tempranas, el edema citotóxico en las células del encéfalo. A  continuación se exponen los hallazgos más característicos de este tipo de edema, tal como se observan en IRM y TAC, y se explica la fisiopatología del mismo, pues su comprensión ayuda en el diagnóstico por neuroimágenes.  

FIGURA 1) En el esquema se representa la fisiopatología del edema citotóxico encefálico: penetración decontrolada de agua en el citoplasma celular (flechas), hinchazón de la neuronas y de las células de la glía y aumento de volumen encefálico que provoca colapso de los ventrículos y de los surcos cerebrales. (Los dibujos y esquemas han sido realizados con un fin didáctico y no pretenden reproducir, de manera fidedigna, las estructuras histológicas o anatómicas que representan). 

Key Words: Citotoxic Cerebral Edema.Citotoxic astrocyte swelling. MRI. Cerebral edema 

FISOPATOLOGÍA DEL EDEMA CITOTÓXICO:

Las proteínas transportadoras de mebrana, especialmente la denominada Bomba de Sodio y Potasio (Na+ K+), juegan un papel importante en el mantenimiento de la vida celular, controlando, de una manera activa, la cantidad óptima de agua e iones en el citoplasma. La concentración intracelular de Sodio es muy baja con respecto a la extracelular que es muy elevada. Y por el contrario, la concentración de potasio intracelular es muy alta con respecto a la extracelular que es muy baja. Las Bombas de Sodio-Potasio de la membrana celular, regulan el equilibrio electrolítico entre el interior de la célula y el espacio intersticial transportando, en cada movimiento tres, iones Na+ desde el interior hasta el compartimento extracelular e introducen dos iones K+ (Figura 2). Es un transporte activo que requiere mucha energía proveniente del ATP (adenosin trifosfato) intracelular que se produce en las mitocondrias, durante el proceso de respiración celular .

FIGURA 2) Representación esquemática de una célula cualquiera del organismo, donde se destaca: la doble capa de lípidos que forman la membrana de todas ellas y las proteínas que transportan, en un doble sentido, los iones de Na+ y K+. Las moléculas de agua difunden libremente por todo el organismo y también atraviesan las membranas celulares.

En la isquemia cerebral aguda, no llega oxígeno a las células, éstas dejan de respirar, no producen ATP y el existente en ese momento, es consumido en un periodo muy corto de treinta minutos a cinco horas. Al faltar energía, las proteínas transportadoras de la membrana se paralizan, aumenta la concentración intracelular de iones y el agua intersticial penetra en el interior de la célula, de manera pasiva, a través de la membrana. Esta penetración incontrolada de agua produce edema citotóxico, la célula se hincha y si no se restaura el flujo sanguíneo, en un periodo de tiempo muy corto, la membrana reventará provocando la muerte celular.

Y sin embargo, hay un periodo de tiempo variable durante el cual, la célula permanece paralizada pero no muere a pesar del edema. Por eso, si se consigue recuperar el flujo sanguíneo mediante tratamiento con fibrinolíticos o por extracción mecánica del trombo que obstruía la luz arterial, la célula comenzará a sintetizar ATP de nuevo, La bombas de Na+ K+ recuperarán su función y el edema citotóxico se corregirá, sino en todas, sí en muchas células. Es por eso que el pronóstico y las secuelas dependen de la rapidez con que se diagnostica el edema y -en este sentido la IRM-DWI es la técnica más sensible- y de la eficacia del tratamiento administrado. En esto se basan los protocolos de actuación del denominado "código ictus". 

A) EDEMA CITOTÓXICO EN IRM: 

Y aunque el edema citotóxico es un trastorno fisiopatológico que se produce a escala miscroscópica, el efecto que provoca sobre las células nerviosas se descubre con precisión mediante IRM, a los pocos minutos de haberse producido. La secuencia de IRM potenciada en Difusión Isotrópica (DWI,) es la más sensible y la única modalidad de Neuroimagen capaz de detectar un pequeño foco de edema citotóxico, en cualquier lugar del encefálo.  

En la Figura 3 se representa una célula nerviosa normal (un astrocito) y la hinchazón que se produce en esa misma célula, tras un episodio de isquemia aguda cuando fallan los sistemas transportadores de membrana. En este supuesto, las moléculas de agua difunden, de manera pasiva, desde el espacio intersticial hasta el citoplasma, a través de la membrana, provocando edema citotóxico. El exceso de moléculas que se acumulan en un espacio tan reducido provoca una restricción en la difusión del agua intracelular de igual manera que se restringe la movilidad de los ciudadanos en el interior de un vagón de metro abarrotado. Afortunadamente como la IRM potenciada en Difusión Isotrópica detecta ese fenómeno físico, la restricción de la difusión, todas las células con edema aparecerán brillantes en esta potenciación. 

FIGURA 3) En la figura se representa un astrocito normal y otro hinchado por el edema citotóxico.


A continuación se presentan algunos casos de edema citotóxico detectado mediante IRM.

CASO 1)                                                                                                                

Paciente de 60 años que fue llevado a Urgencias por haber sufrido un episodio agudo de isquemia cerebral, con sintomatología clínica muy evidente. Periodo de demora 30 minutos. La TAC realizada fue normal. Por eso, se realizó IRM. 

FIGURA 1-A) Imagen FLAIR-T2. La flecha señala una pequeña zona hiperintensa, tenue, en la protuberancia.

FIGURA 1-B) Imagen SE-EPI. Imagen potenciada en Difusión Isotrópica (DWI). El foco brilante que señala la flecha, está producido por la restricción a la difusión, producida por un episodio de isquemia aguda. Si se pudiera ampliar la imagen a escala microscópica, cosa que es imposible, se verían las células hinchadas, llenas de agua, por edema citotóxico.

CASO 2)                                                                                                                

Paciente de 62 años con un cuadro neurológico de instauración brusca. Hemiplejia izquierda. Periodo de demora 45 minutos. TAC normal.

FIGURA 2-A) Imagen FSE-T2. En esta imagen potenciada en T2, se aprecian algunos focos hiperintensos, subcorticales que corresponden a secuelas de infartos antiguos. Pero no se observa ninguna alteración que pudiera justificar la sintomatología clínica del paciente. Los hallazgos podrían considerarse normales.

FIGURA 2-B) Imagen FLAIR-T2. Los hallazgos en esta secuencia también resultan anodinos, teniendo en cuenta que es una de las más sensibles de cuantas se utilizan en la práctica médica cotidiana.

FIGURA 2-C) Imagen SE-EPI. En la secuencia potenciada en Difusión Isotrópica (DWI), la sorpresa es mayúscula. La flecha señala un área brillante en la "corona radiata" derecha. Edema citotóxico secundario a un episodio de isquemia aguda en el territorio de las arterias lentículo-estriadas derechas.

FIGURA 2-D) Mapa del CDA. El área isquémica, en fase subaguda, siempre debe aparecer oscura en los mapas del Coeficiente de Difusión Aparente.

FIGURA 2-E) Y en las imágenes del Coeficiente de Difusión Aparente Exponencial, el área isquémica vuelve a brillar. La secuencia: brillante en DWI, oscuro en el CDA y de nuevo brillante en el CDAexp, es característica en los episodios de isquemia subaguda.

CASO 3)                                                                                                                

Paciente de 72 años, hipertenso. Cuadro neurológico brusco, con sintomatología clínica alarmante. Periodo de demora 60 minutos. TAC anodino.

FIGURA 3-A) Imagen FLAIR T2. En las personas mayores que han sufrido episodios isquémicos anteriores, las secuelas que producen se manifiestan, en la mayoría de las secuencias, como focos hiperintensos de encefalomalacia. Estos focos brillantes son indistinguibles de los que produce un problema isquémico agudo. 

FIGURA 3-B) Imagen SE-EPI. La secuencia potenciada en Difusión Isotrópica (DWI), está en todos los protocolos estándar de IRM craneoencefálica. Es muy útil y rápida (50 segundos para obtener 48 imágenes). En estos casos el diagnóstico es definitivo, las lesiones antiguas que se observaban en la FLAIR-T2 desaparecen y tan sólo persiste la más reciente. La flecha señala un área brillante cápsulo-talámica izquierda. Edema citotóxico secundario a un episodio de isquemia aguda.

FIGURA 3-C) Mapa del CDA. El área isquémica, en fase subaguda,  aparece oscura en el mapas del Coeficiente de Difusión Aparente, como era de esperar.

FIGURA 3-D) Y en las imágenes del Coeficiente de Difusión Aparente Exponencial, el área isquémica vuelve a brillar. 

B) EDEMA CITOTÓXICO EN TAC

Y aunque la IRM es la modalidad más sensible y específica para detectar el edema citotóxico, no siempre es posible contar con un aparato de IRM en el área de Urgencias. Además son pacientes que acuden a urgencias en muy mal estado y por ese motivo se opta por la TC como primera exploración. También es cierto que la TAC permite descartar, de inmediato, cualquier problema hemorrágico que podría pasar desapercibido en una exploración de IRM. Y dependiendo de los hallazgos y de la sintomatología clínica se puede repetir otra exploración de IRM.

En los traumatismos craneoencefálicos con numerosos golpes sobre la cabeza: accidente con una moto, caída de un esquiador por la pendiente, actividades deportivas de riesgo, etc es de esperar que se haya producido edema citotóxico difuso. A veces es el único hallazgo valorable en una exploración de TAC donde se aprecian signos indirectos bastante sugestivos. Hay que tenerlo en cuenta porque,muchas veces es lo único que se observa en la exploración inicial y lo que a primera vista es normal, no lo es. Y las secuelas posteriores por muerte neuronal masiva pueden ser importantes. 

En los siguientes casos se comparan los hallazgos de TAC realizados a pacientes con edema citotóxico difuso, con exploraciones de control realizadas posteriormente. Estos hallazgos demuestran la utilidad de la TAC en el diagnóstico del edema citotóxico difuso.

CASO 1)                                                                                                                

Neonato con sospecha clínica de hipoxia perinatal.

FIGURA 1-A) Imagen de TAC realizada a la hora después del parto e imagen de IRM FSE-T2, realizada a los seis meses. En la primera de TAC no se aprecian los surcos cerebrales, ni la cisura interhemisférica. La IRM de control no muestra hallazgos patológicos

FIGURA 1-B) En la imagen de TAC siguen sin apreciarse los surcos cerebrales y la cisterna interpeduncular aparece muy reducida. Todo ello indica un aumento de volumen encefálico. La IRM de control es normal

FIGURA 1-C) En la imagen de TAC siguen los hallazgos son similares. El tercer ventrículo sólo se intuye como una delgada lámina central y las astas frontales están colapsadas. Aumento de volumen encefálico. El mismo corte, observado en la IRM de control,  muestra un aspecto normal de los surcos, cisuras y ventrículos.

FIGURA 1-D) En este plano de TAC, el aumento de volumen encefálico produce un colapso casi total de los ventrículos laterales. Sólo las astas frontales permanecen, como si fueran un par de "ojitos oscuros" que miran asustados al Técnico y al Neurorradiólogo y parecen decir "atención, edema citotóxico difuso". Es el signo radiológico más definitivo. En la imagen de IRM se aprecian los ventrículos normales, tal como se debieran de apreciar en la TAC. 

En este caso, que refleja un episodio de isquemia cerebral transitoria importante ocurrido durante el periodo perinatal, se puede apreciar, comparando las imágenes de TAC con las de IRM posteriores, cómo el edema citotóxico es reversible si se corrige la causa que produjo la anoxia. Y si el problema se soluciona cuanto antes, en menos de tres horas, las secuelas serán menores. 

CASO 2)                                                                                                                

Traumatismo craneoencefálico grave en un esquiador. Varón de 35 años. 

FIGURA 2-A) Imagen de TAC. Reconstrucción Volume Rendering. Línea de fractura ocipital postraumática (Flecha).

FIGURA 2-B) Las flechas señalan los "ojitos" de las astas frontales completamente colapsados. También los surcos y las cisuras se han borrado por el aumento de volumen cerebral. Persiste la diferenciación entre substancia blanca y substancia gris.

FIGURA 2-C) En este corte más cefálico, los cuerpos de los ventrículos laterales han desaparecido, totalmente colapsados (Flechas amarillas). También los surcos y cisuras. Pequeño hematoma subgaleal parietal izquierdo (Flecha roja). 

CASO 3)                                                                                                                

Varón de 55 años. Traumatismo craneoencefálico por accidente de moto.

FIGURA 3-A) En la imagen de TAC realizada a este paciente se aprecia un voluminoso hematoma intraparenquimatoso, agudo, frontal derecho y otro, de menor tamaño, frontal izquierdo. Además del hematoma se observan signos indirectos de edema citotóxico: colapso del tercer ventrículo y borramiento de las cisuras de Silvio. En la TAC de control, a la derecha, realizada a los seis meses del traumatismo, se observa un área hipodensa de encefalomalacia bifrontal, secuela de los hematomas y las cisuras y cisternas basales.

FIGURA 3-B) Aspecto de los surcos y de los ventrículos, borrados por el edema citotóxico y aspecto normal al cabo del tiempo.

FIGURA 3-C) Borramiento de los surcos y colapso de los ventrículos. Válvula de Derivación Ventrículo-Peritoneal (VDP) por la hipertensión intracraneal. Edema citotóxico difuso. Compare con la imagen de la derecha, normal.

FIGURA 3-D) Edema citotóxico difuso, a la izquierda. Normal en la TAC de la derecha, de control a los seis meses.

FIGURA 3-E) Edema citotóxico difuso, a la izquierda. Normal en la TAC de la derecha, de control a los seis meses.

CASO 4)                                                                                                            
    
Varón de 72 años. Traumatismo craneoencefálico por accidente de tráfico.

FIGURA 4-A) Aumento de volumen encefálico por edema citotóxico difuso, a la izquierda. Atrofia encefálica difusa en la TAC de la derecha, de control a los doce meses.

FIGURA 4-B) Aumento de volumen encefálico por edema citotóxico difuso, a la izquierda. Pequeña hemorragia laminar frontal. Atrofia encefálica difusa en la TAC de la derecha.

FIGURA 4-C) Aumento de volumen encefálico por edema citotóxico difuso. Borramiento de los surcos corticales y colapso de los ventrículos, a la izquierda.

FIGURA 4-D) Edema citotóxico difuso, en la imagen de la izquierda. Borramiento de los surcos corticales.

CASO 5)                                                                                                          
  

Paciente de 55 años con traumatismo craneoencefálico frontal, por accidente de automóvil.

FIGURA 5-A) En la imagen de TAC realizada después del accidente, lo más llamativo resulta el hallazgo de varios focos hiperdensos, hemorrágicos, rodeados de suero y edema vasogénico. En cambio en la imagen de la izquierda, realizada un mes más tarde, se aprecian sendas áreas hipodensas que se distribuyen por la sustancia blanca de ambos lóbulos frontales. Corresponde a enecefalomalacia irreversible. Comparando ambas imágenes llama la atención, en la imagen de la izquierda, el borramiento de los surcos, producido por edema citotóxico, que provoca un aumento de volumen, transitorio, del encéfalo. 

FIGURA 5-B) Diferencias entre la imagen postraumática inmediata, a la derecha, con edema citotóxico y a la izquierda un mes más tarde. Los ventrículos y los surcos han recuperado su tamaño normal. 

FIGURA 5-C) A la derecha, se intuye el edema citotóxico difuso, y vasogénico en los lóbulos frontales. A la izquierda, un mes más tarde, los ventrículos y los surcos han recuperado su tamaño normal. El edema vasogénico frontal también ha desaparecido. 

BIBLIOGRAFÍA:

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